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宇宙中的氫元素是怎么誕生的?只需100秒,夠宇宙吃到天荒地老!

如果不認可宇宙誕生于一場大爆炸的話,確實有點難以解釋氫元素來自哪里,一直就有?當然它肯定有一個來歷,下面來簡單介紹下氫元素的誕生!

相傳宇宙在138.2億年前發(fā)生了大爆炸,一個無限小的起點開始了無窮的的膨脹;

10^- 35 秒之后,大統(tǒng)一作用力瓦解成了成了支撐整個宇宙的四種基本作用力;

此時宇宙中溫度極高,盡管宇宙已經(jīng)開始暴漲,但如此高溫下膨脹的仍然是一團能量,尚未有物質(zhì)出現(xiàn)!當然大爆炸論認為此時是一團自由夸克和膠子的濃湯,即可夸克膠子等離子體!

RHIC 科學(xué)家制造出“完美的”液態(tài)夸克膠子等離子體

10^- 6 秒時,當溫度低于2萬億攝氏度((175億eV))(夸克相變溫度),夸克在量子色動力的框架下,上下夸克三個和強作用力媒介的膠子開始形成質(zhì)子與中子!

宇宙計時100秒時,自由質(zhì)子俘獲電子,構(gòu)成了最初的氫元素,即氫的同位素氕!此時宇宙中存在大量的自由質(zhì)子,自由中子以及電子,因此同時聚變形成的還有氦和鋰元素!

這就是宇宙最初其的氦元素和鋰元素的來源,但在這個過程中,氫元素仍然占了絕對優(yōu)勢,因為自由質(zhì)子復(fù)活電子即構(gòu)成了氕這個過程是最容易的!顯然宇宙中的氫元素比例也符合這一過程!

從宇宙最初幾分鐘之后,剩下的事情就交給暴漲與引力了,因為這些已經(jīng)誕生的物質(zhì)將在未來一億年內(nèi)在分布不均勻的宇宙中由引力主導(dǎo)坍縮成恒星,開始了氫元素的聚變之旅!它會一路從氦元素-碳元素-氧元素等一直到鐵元素(其實是鎳)!

至此恒星沒有輻射壓,無法支撐外殼的坍縮,超新星爆發(fā),在這個過程中會有慢中子捕獲(S過程)和快中子捕獲(R過程)快速形成各種重元素,一直到92號鈾元素,當然也有可能形成更高號的元素,但都不長久,很快就會衰變成其他元素!因此穩(wěn)定留下的僅僅是鈾元素和在它前面的元素!

不過超新星爆發(fā)形成的重元素比較有限,而更大質(zhì)量的中子星合并則會產(chǎn)生更多的重元素,比如現(xiàn)代天文理論認為黃金即主要是由中子星合并產(chǎn)生!比如GW170817這個個由雙中子星合并產(chǎn)生的引力波事件中科學(xué)家認為其合成的黃金超過300個地球的質(zhì)量!

而超新星爆發(fā)后的塵埃云,千百萬年后又將形成新的恒星和行星,將會開啟宇宙熱寂之旅!

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